砌体结构设计期末范文
砌体结构设计期末范文第1篇
是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。 框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。
砖混结构住宅:
砖混结构住宅中的“砖”,是指一种统一尺寸的建筑材料,也有其他尺寸的异型粘土砖、空心砖等。
“混”是指由钢筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料,包括楼板、过梁、楼梯、阳台、排檐。这些配件与砖做的承重墙相结合,可以称为砖混结构住宅,由于抗震的要求,砖混住宅一般在5层、6层以下。
砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑,柱、梁、楼板、屋面板、桁架等采用钢筋混凝土结构。通俗地讲,砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构,又称钢筋混凝土混合结构。因为砖混结构的主要承重结构是粘土砖,所以砖的形状及强度就决定了房屋的强度。可以这样说,砖的形状越规则,砂浆的强度越高,灰缝越薄越均匀,砌体的强度就越高,房屋的耐用年限就越长。
砖混结构的优点主要表现在:
①由于砖是最小的标准化构件,对施工场地和施工技术要求低,可砌成各种形状的墙体,各地都可生产。
②它具有很好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性。
③可节省水泥、钢材和木材,不需模板,造价较低。
④施工技术与施工设备简单。
⑤砖的隔音和保温隔热性要优于混凝土和其他墙体材料,因而在住宅建设中运用得最为普遍。
东北地区地震基本烈度:
黑龙江省:哈尔滨(6)、佳木斯(<6~6)、齐齐哈尔(6)、大庆(6)、绥化(7);吉林省:长春(7)、白城(7)、吉林(7)、四平(6)、公主岭(6)、延吉(6)、图们(6);
辽宁省:沈阳、朝阳、铁岭、抚顺、辽阳、鞍山、海城、营口、大连、丹东都是7,本溪、锦州都是6,
只有抗震烈度达到7以上(含7),在设计的时候才考虑抗震设计,否则不考虑抗震设计。
砌体结构设计期末范文第2篇
某三层办公楼,其平面图1和剖面图2所示。采用装配式钢筋混凝土空心板屋(楼)盖,开间为3.6m,外内墙厚均为240mm,双面抹灰,墙面及梁侧抹灰均为20mm,内外墙均采用MU10单排孔混凝土小型空心砌块,1层采用Mb7.5混合砂浆,一层墙从楼板顶面到基础顶面的距离为4.2m,2-3层采用Mb5混合砂浆,层高3.4m;基础采用砖基础,埋深1.2m。大梁L-1截面尺寸为200mm450mm,伸入墙内240mm;窗宽1800mm,高1500mm;施工质量控制等级为B级。
图2 办公楼平面图
1.1荷载资料 屋面做法: 防水层:三毡四油铺小石子,0.35kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层,0.4kN/m
250mm厚加气混凝土,0.3kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土板(包括灌缝),2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆,0.34kN/m2 楼面做法:
20mm厚水泥砂浆找平层,0.4kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土板(包括灌缝),2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆,0.34kN/m2 墙体荷载: 墙体拟采用MU10混凝土小型空心砌块,两侧采用20mm砂浆抹面 铝合金窗: 0.45kN/m2 楼面活荷载:
楼面活载:2.0kN/m2,屋面活载: 2.0kN/m2(上人屋面) 1.2设计内容
1、确定墙体材料的种类及强度等级。
2、验算各层纵、横墙的高厚比。
3、验算各承重墙的承载力。
图2 办公楼剖面及建筑构造图
二、荷载计算
由《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)和屋面、楼面及构造做法求出各类荷载值如下:
2.1屋面荷载
防水层:三毡四油铺小石子,0.35kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层,0.4kN/m
250mm厚加气混凝土,0.3kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土板(包括灌缝),2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆,0.34kN/m2 钢筋混凝土进深梁200mm450mm,这算厚度30mm(含两侧抹灰), 0.775kN/m2 屋面恒荷载标准值 4.365kN/m2 屋面活荷载标准值 2.0kN/m2 2.2楼面荷载
20mm厚水泥砂浆找平层,0.4kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土板(包括灌缝),2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂浆,0.34kN/m2
钢筋混凝土进深梁200mm450mm,这算厚度30mm(含两侧抹灰), 0.775kN/m2 楼面恒荷载标准值 3.715kN/m2 楼面活荷载标准值 2.0kN/m2 2.3墙体荷载
240mm厚混凝土空心砌块双面水泥砂浆粉刷20mm,3.56kN/m2
铝合金窗: 0.25kN/m2 2.4横梁L-1自重
0.20.45252.25kN/m
三、静力计算方案
采用装配式钢筋混凝土空心板屋盖,最大横墙间距s3.6310.8m32m,查表属于刚性方案房屋;且洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3,风荷载较小,屋面自重较大,即外墙可不考虑风荷载的影响。
四、高厚比验算
4.1纵墙高厚比验算
最大横墙间距s3.6310.8m32m,查表属于刚性方案;
二、三层墙高H3.4m(2H6.8m),墙厚240mm,Mb5砂浆,查表得24;一层墙高H4.2m(2H8.4m),墙厚240mm,Mb7.5砂浆,查表得26。
(1) 构造柱的要求
在纵横墙相交处和屋面或楼面大梁支承处,均设有截面为240mm300mm的钢筋混凝土构造柱(构造柱沿墙长方向的宽度为300mm)。 (2)
二、三层纵墙高厚比验算
由于外纵墙窗口的宽度大于内纵墙门洞口的宽度,只需要验算外纵墙的高厚比。 整片墙高厚比验算
s3.6310.8m2H6.8m,查表,H01.0H3.4m
210.40.05bs1.810.40.80.7,承重墙11.0 s3.6bc300b3000.0830.25,c1c11.01.083 l3600l3600 H0340014.1712c1.00.81.0832420.79 (满足要求) h240构造柱间墙高厚比验算
构造柱间距 s3.6m,H3.4ms2H6.8m H00.4s0.2H0.43.60.23.42.12m
210.4 bs1.810.40.80.7,承重墙11.0 s3.6H021208.83121.00.82419.2 (满足要求) h240 (3) 一层纵墙高厚比验算(只验算外纵墙) 整片墙高厚比验算
s3.6310.8m2H8.4m,查表,H01.0H4.2m 210.4bs1.810.40.80.7,承重墙11.0 s3.6 0.05bc300b3000.0830.25,c1c11.01.083 l3600l3600 H0420017.512c1.00.81.0832622.53 (满足要求) h240构造柱间墙高厚比验算
构造柱间距 s3.6H4.2m, H00.6s0.63.62.16m
210.4 bs1.810.40.80.7,承重墙11.0 s3.6H021609.0121.00.82620.8 (满足要求) h2404.2横墙高厚比验算
最大纵墙间距s5.4m32m,查表属于刚性方案;
二、三层墙高H3.4m(2H6.8m),墙厚240mm,Mb5砂浆,查表得24;一层墙高H4.2m(2H8.4m),墙厚240mm,Mb7.5砂浆,查表得26。 (1)
二、三层纵墙高厚比验算
s5.4m,H3.4ms2H6.8m
查表, H00.4s0.2H0.45.40.23.42.84m
bc2400.0440.05,不考虑构造l5400承重墙11.0,无门窗洞口21.0,且柱的影响(即c1.0)。
H0284014.95121.01.02424 (满足要求) h240 (2) 一层纵墙高厚比验算
s5.4m,H4.2ms2H8.4m
查表, H00.4s0.2H0.45.40.24.23.0m
H0300012.5121.01.02626 (满足要求) h240
五、纵墙内力计算和截面承载力验算 5.1计算单元
外纵墙取一个开间为计算单元,取图1中斜虚线部分为纵墙计算单元的受荷面积,窗间墙为计算截面。纵墙承载力由外纵墙(A、D轴线)控制,内纵墙由于洞口面积较小,不起控制作用,因而不必计算。
5.2控制截面
由于一层和
二、三层砂浆等级不同,需验算一层及二层墙体承载力,每层墙取两个控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ(图3)。
二、三层砌体抗压强度设计值f2.22MPa,一层砌体抗压强度设计值f2.50MPa。每层墙计算截面的面积为:
A1A2A32401800432000mm20.3m2,a1
5.3各层墙体内力标准值计算
(1)各层墙重
女儿墙及顶层梁高范围内墙高
女儿墙高度为900mm,屋面板或楼面板的厚度为120mm,梁高度为450mm,则
Gk0.90.120.453.63.5618.84kN
3.63.41.81.53.561.81.50.2534.64kN 二至三层墙重(从上一层梁底面到下一层梁底面):
G2kG3k 底层墙重(大梁底面到基础顶面):
G1k3.63.631.81.53.561.81.50.2537.59kN
14.3653.65.42.255.448.50kN 2(2)屋面梁支座反力
由恒载标准值传来 Nl3gk1N2.03.65.419.44kN
由活载标准值传来 l3qk2 有效支承长 a0310hc45010142.4mm240mm,取a03142.4mm f2.22(3)楼面梁支座反力
1NN3.7153.65.42.255.442.18kN
由恒载标准值传来 l2gkl1gk2 由活载标准值传来 Nl2qkNl1qk 二层楼面梁有效支承长度 a0212.03.65.419.44kN 2a03142.4mm 一层楼面梁有效支承长度a0110hc45010134.2mm f2.50各层墙体承受的轴向力标准值如图3所示。
图3 计算简图和主梁(L-1)底部受压荷载示意图
5.4内力组合 (1)二层墙Ⅰ-Ⅰ截面
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N21.2、Q1.4)
1.2GkG3kNl3gkNl2gk1.4Nl3qkNl2qk
1.218.8434.6448.5042.181.419.4419.44227.42kN
Nl21.2Nl2gk1.4Nl2qk1.242.181.419.4477.83kN
2400.4a021200.4142.463.04mm 2 el2 eNl2el277.8363.0421.57mm N2227.42 第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G N21.
35、Q1.4、c0.7)
1.35GkG3kNl3gkNl2gk1.40.7Nl3qkNl2qk
1.3518.8434.6448.5042.181.40.719.4419.44
232.72kN
Nl2 e1.35Nl2gk1.40.7Nl2qk1.3542.181.40.719.4475.99kN Nl2el275.9963.0420.58mm N2232.72 (2)二层墙Ⅱ-Ⅱ截面
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N21.2、Q1.4)
1.2G2k227.421.234.64227.42268.99kN
1.
35、Q1.4、c0.7) 第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G N21.35G2k232.721.3534.64232.72279.48kN
(3)一层墙Ⅰ-Ⅰ截面(考虑二至三层楼面活荷载折减系数0.85)
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N11.2、Q1.4)
1.2GkG3kG2kNl3gkNl2gkNl1gk1.4Nl3qk0.85Nl2qkNl1qk
1.218.8434.64248.5042.1821.419.440.8519.442
338.66kN
Nl1Nl277.83kN
2400.4a011200.4134.266.32mm 2 el2 eNl1el177.8366.3215.24mm N1338.66 第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G1.
35、Q1.4、c0.7)
N11.35GkG3kG2kNl3gkNl2gkNl1gk1.40.7Nl3qk0.85Nl2qkNl1qk
1.3518.8434.64248.5042.1821.40.719.440.8519.442
349.76kN
Nl1 eNl275.99kN
Nl1el175.9966.3214.41mm N1349.76 (4)一层墙Ⅱ-Ⅱ截面
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N11.2、Q1.4)
1.2G1k338.661.237.59338.66383.77kN
1.
35、Q1.4、c0.7) 第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G N11.35G1k349.761.3537.59349.76400.51kN
5.5截面承载力验算 (1)二层墙Ⅰ-Ⅰ截面
mm,f2.22MPa、H0 第一种组合:A432000 23400mm
H034001.115.6,e21.57mm0.6y0.612072mm h240e21.570.090,查表得,0.54
5h240 fA0.5452.22432000522.68kNN2 第二种组合:e20.58mm,
227.42kN (满足要求)
e20.580.086,查表得,0.552 h240 fA0.5522.22432000529.39kNN2 (2)二层墙Ⅱ-Ⅱ截面
232.72kN (满足要求)
按轴心受压计算(e0),取两种组合中较大的轴力N279.48kN进行验算
15.6,查表得,0.73 fA0.732.22432000700.10kNN2 (3)一层墙Ⅰ-Ⅰ截面
279.48kN (满足要求)
mm,f2.50MPa、H0 第一种组合:A432000 24200mm
H042001.119.25,e15.24mm0.6y0.612072mm h240e15.240.064,查表得,0.517
h240 fA0.5172.50432000558.36kNN1 第二种组合:e14.41mm,
338.66kN (满足要求)
e14.410.060,查表得,0.525 h240 fA0.5252.50432000567.0kN (4)一层墙Ⅱ-Ⅱ截面
N1349.76kN (满足要求)
按轴心受压计算(e0),取两种组合中较大的轴力N400.51kN进行验算
19.25,查表得,0.639
fA0.6392.50432000690.12kNN1400.51kN (满足要求)
5.6梁下局部承压验算
设计中在大梁支承处均设有钢筋混凝土构造柱(大梁支承在构造柱上),由于构造柱混凝土抗压强度(一般为C20)远大于砌体抗压强度,因而可不进行梁下局部承压验算。
六、横墙内力计算和承载力验算
取1m宽墙体作为计算单元,沿房屋纵向取3.6m为受荷宽度,计算截面面积A100024024000mm02。由于房屋开间及所承受荷载均相同,因而按轴心受压计算。
(1)第二层墙体Ⅱ-Ⅱ截面
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N21.2、Q1.4)
1.213.43.56213.64.36513.63.715
1.412.012.03.684.12kN
第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G N21.
35、Q1.4、c0.7)
1.3513.43.56213.64.36513.63.715
1.40.712.012.03.686.06kN
取N86.06kN
e0,由上述计算求得H02.84m,H028401.113.02,查表得, h2400.795
fA0.7952.22240000423.58kNN86.06kN (满足要求)
(2)第一层墙体Ⅱ-Ⅱ截面
第一种组合(由可变荷载效应控制的组合,G N11.2、Q1.4)
84.121.214.083.5613.63.715
1.413.62127.68kN
第二种组合(由永久荷载效应控制的组合,G N11.
35、Q1.4、c0.7)
86.061.3514.083.5613.63.715
1.40.713.62130.78kN
取N130.78kN
e0,由上述计算求得H03.0m,H030001.113.75,查表得, h2400.776
砌体结构设计期末范文第3篇
I砌体结构课程设计任务.....................................................................................2II、
砌体结构课程设计计算书......................................................................................4
一、结构方案........................................................................................................4
二、荷载资料............................................................................................................5
三、墙体高厚比验算................................................................................................6
四、结构承载力计算................................................................................................7
五、过梁,圈梁,挑梁,悬梁,板等构件布置及构造措施......................................18
六、基础设计..........................................................................................................22
一、设计题目:多层混合结构房屋设计
某多层办公楼,建筑条件图见附图,对其进行结构设计。
二、设计内容
1、结构平面布置图:柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置
2、墙体的承载力的计算
3、墙体局部受压承载力的计算
4、挑梁、雨蓬的计算
5、墙下条形基础的设计
6、绘制各层结构平面布置图(1:200)
7、完成计算书
三、设计资料
1、题号及楼面荷载取值
2、其它荷载取值(全部为标准荷载值)
(1)、屋面活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取5.0kN/m2 (2)、卫生间活荷载取2.5kN/m2,恒荷载取7.0kN/m2 (3)、楼梯间活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取4.5kN/m2 (4)、钢筋混凝土容重γ=25kN/m3 (5)、平顶粉刷:0.40kN/m2 (6)、基本风压:0.40kN/m2 (7)、铝合金门窗:0.25kN/m2 (8)、墙及粉刷:240mm厚:5.24kN/m2
3、地质条件
本工程建设场地地质条件较好,持力层为粘土层,持力层厚度4.0米,上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为230kpa。
4、材料
(1)、混凝土:C20或C25 (2)、砖采用页岩砖,砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆,强度等级根据计算选定。
注:恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值,单位为kN/m2,要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。
一、结构方案
1.主体结构设计方案
该建筑物层数为五层,总高度为16.5m,层高3.3m<4m;体形简单,室内要求空间小,横墙较多,所以采用砖混结构能基本符合规范要求。
2.墙体方案及布置
(1)变形缝:由建筑设计知道该建筑物的总长度32.4m<60m,可不设伸缩缝。
工程地质资料表明:场地土质比较均匀,领近无建筑物,没有较大差异的荷载等,可不设沉降缝;根据《建筑抗震设计规范》可不设防震缝。
(2)墙体布置:应当优先考虑横墙承重方案,以增强结构的横向刚度。大房 间梁支撑在内外纵墙上,为纵墙承重。纵墙布置较为对称,平面上前后左右拉通;竖向上下连续对齐,减少偏心;同一轴线上的窗间墙都比较均匀。个别不满足要求的局部尺寸,以设置构造拄后,可适当放宽。根据上述分析,本结构采用纵横墙混合承重体系。
(3)墙厚为240mm。
(4)
一、二层层采用MU15烧结页岩砖,Mb10混合砂浆;三至五层采用MU10 烧结页岩砖,Mb7.5混合砂浆。
(5)梁的布置:梁尺寸为250mm*600mm,伸入墙内240mm。梁布置见附图。
(6)板布置:雨篷,楼梯间板和卫生间楼面采用现浇板,其余楼面均采用预
制装配式楼面,预制板型号为YKB3652,走廊采用YKB2452。具体布置见附图。
3.静力计算方案
由建筑图可知,最大横墙间距s=10.8m,屋盖、楼盖类别属于第一类,s<32m,
查表可知,本房屋采用刚性计算方案。计算简图如下所示。 4.多层砖混房屋的构造措施
(1)构造柱的设置:构造柱的根部与地圈梁连接,不再另设基础。在柱的上
下端500mm范围内加密箍筋为φ6@150。构造柱的做法是:将墙先砌成大马牙槎(五皮砖设一槎),后浇构造柱的混凝土。混凝土强度等级采用C25。
(2)圈梁设置:各层、屋面、基础上面均设置圈梁。横墙圈梁设在板底,纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平,上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。当圈梁遇窗洞口时,可兼过梁,但需另设置过梁所需要的钢筋。
二、荷载资料(均为标准值) 根据设计要求,荷载资料如下:
21、屋面恒荷载:3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=5.4kN/m2, 屋面活荷载:2.0kN/m2。
22、楼面恒荷载:3.4kN/m2+0.4kN/m(平顶粉刷)=3.8kN/m2, 楼面活荷载:2.5kN/m2。
3、卫生间恒荷载:7.0kN/m2,活荷载:2.5kN/m2。
4、钢筋混凝土容重:γ=25kN/m3。
5、墙体自重标准值
240mm厚墙体自重5.24kN/m2(按墙面计) 铝合金玻璃窗自重0.25kN/m2(按墙面计)
6、基本风压0.4kN/m2,且房屋层高小于4m,房屋总高小于38米,所以设 计不考虑风荷载的影响。
7、楼梯间恒荷载4.5kN/m2,活荷载2.0kN/m2
三、墙体高厚比验算
1、外纵墙高厚比验算
室内地面距基础高度为0.7m,故底层高度H=3.3+0.7=4.0m,s=10.8m,即s>2H,计算高度H0=1.0H=4m,二层及二层以上为H0=3.3m。
墙厚0.24m,承重墙取µ 1 =1.0。
有窗户的墙允许高厚比:µ2=1−0.4bs1.5=1−0.4=0.83;s3.6 [β]允许高厚比,查表得:当砂浆强度等级为M10,M7.5时,[β]=26。底层高厚比验算:
4.0;β==16.67<μ1μ2[β]=1.00.83 26=21.58(满足要求)0.24 二层及以上纵墙高厚比验算:3.3;=13.75<µ1µ2[β]=1.00.83 26=21.58(满足要求)0.24
2、内纵墙高厚比验算β= 墙体的计算高度,底层:H0底=4.0m μ2=1-0.4 β=b1.0=1-0.4=0.89s3.64.0=16.67<μ1μ2[β]=1.00.89 26=23.14(满足要求);0.24 二层及以上纵墙高厚比验算:
3.3;β==13.75<μ1μ2[β]=1.00.89 26=23.14(满足要求)0.24
3、横墙高厚比验算
外横墙:底层:s=14.94m,H=4.0m,s>2H,H0=1.0H=4.0m β=H04.0==16.7<[β]=26h0.24 H3.3==13.75<[β]=26h0.24二层及以上:s=8.4m,H=3.3m,s>2H,H0=1.0H=3.3mβ= 内横墙:底层:s=6.3m,H=4m,H
四、结构承载力计算 (1)纵墙的承载力验算
①选定计算单元
在房屋层数、墙体所采用材料种类、材料强度、楼面(屋面)荷载均相同的情况下,在外纵墙取一开间为计算单元,有门窗洞口时,计算截面宽度取窗间墙的宽度,由于内纵墙的洞口面积较小,不起控制作用,因而不必计算。外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比值来判别。
最不利窗间墙垛的选择
墙垛长度l/mm3600 负载面积A/m23.66.3/2=11.34 ②荷载计算 屋面梁支座反力 屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值5.0kNm22.0kNm2梁及梁上抹灰:250.60.256.3/2+(0.25+0.62)6.3/20.4 =13.64kN 基本风压为0.4kNm2<0.7kNm2,故不考虑风荷载影响。 设计值:
由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2(13.64+5.411.34)+1.42.011.34 =121.6kN 由永久荷载控制: 13.64+5.411.34+2.01.40.711.34N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35(
=123.311kN 楼面梁支座反力
屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载设计值:
由可变荷载控制:3.8kNm213.64kN2.4kNm2 N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2(13.64+3.811.34)+1.42.411.34 =106.18kN。 由永久荷载控制:
13.64+3.811.34N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35( =103.26kN。 墙体自重
女儿墙及粉刷重(厚240mm,高300mm),两面抹灰40mm。 其标准值为:N=5.243.6(0.3+0.12+0.6)=19.24kN 设计值:由可变荷载控制:19.241.2=23.09kN。 由永久荷载控制:19.241.35=26kN。
)计算每层墙体自重时,应扣除窗口面积,加上窗自重,考虑抹灰
对2,3,4,5层,墙体厚度均为240mm,计算高度(3.63.3-1.51.5)5.24+1.51.50.25=设计值:由可变荷载控制:51.021.2=61.22kN 由永久荷载控制:51.021.35=68.88kN 对1层,墙体厚度为240mm,首层室内地面距基础0.7m,底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28m,其自重标准值为:
(3.63.28-1.51.5)5.24+1.51.50.25=50.65kN设计值:由可变荷载控制:50.651.2=60.78kN 由永久荷载控制:50.651.3568.38kN ③内力计算
屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f一,二层MU15,Mb10,f=2.31N/mm2 a0=102.31=161.16mm<240mm,取a0=161mm三,四,五层MU10,Mb7.5,f=1.69N/mm2 a0=10.69=188.42mm<240mm,取a0纵墙的计算简图
④墙体承载力计算
该建筑物的静力计算方案为刚性方案,因此静力计算可以不考虑风荷载的影响,仅考虑竖向荷载。在进行墙体强度验算时,应该对危险截面进行计算,即内力较大的截面;断面削弱的截面;材料强度改变的截面。所以应对荷载最大的底层墙体进行验算(240mm墙);二层荷载虽比底层小;三层与二层比较,荷载更小,但砌体强度较小(一,二层用M10砂浆,三层用M7.5砂砌筑);四,五层的荷载比三层小,截面及砌体强度与三层相同。所以应对一,三层的墙体进行强度验算。
由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表
上层传荷截面ⅡⅡ本层楼盖荷载截面ⅠⅠ
e2(mm)楼层
Nu(kN)Nl(kN)a0(mm)el(mm)MNINⅡ31 373.31708.11 00 106.18106.18 188161 44.855.6 4.765.74 479.49811.37 540.71872.15 上层传荷楼层31 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面ⅠⅠ e2(mm) 截面ⅡⅡ NⅡ562.47906.25 Nu(kN)390.33734.61 Nl(kN)a0(mm)el(mm)103.26103.26 188161 44.855.6 M4.6 35.74 NI493.59837.87 00 表中:NI=Nu+NlM=Nue2+Nle1(负值表示方向相反) N =NI+Nw(墙重)el=h−0.4a0(h为支承墙的厚度)
对于每层墙体,纵墙应取墙顶Ⅰ-Ⅰ截面以及墙底Ⅱ-Ⅱ截面进行强度验算。
纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表
第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ
截7.05144.6948.72400.2033.313.750.423504000107.51.69360.29>1 第三层 Ⅰ
-
Ⅰ
截4.76479.499.932400.0413.313.750.668504000107.51.69590.3>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0540.71024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 第一层 Ⅰ
-
Ⅰ
截5.74811.377.072400.0293.2813.670.7650400015102.31884.82>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0872.15024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目
纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层 第三层Ⅰ-Ⅰ截面 Ⅰ-Ⅰ截面4.63 Ⅱ-Ⅱ截面 第一层 Ⅱ-Ⅱ截面 Ⅰ-Ⅰ截面5.74
面
面
面M(kN⋅m) 7.15 N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) 149.31482400.23.313.750.423504000107.51.69360.29>1 493.599.382400.0393.313.750.692504000107.51.69589.42>1 541.33024003.313.750.776504000107.51.69660.97>1 837.876.852400.0293.2813.670.76050400015102.31884.82>1 906.25024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 ϕAf(kN)ϕAfN ⑤砌体局部受压计算
以上述窗间墙第一层为例,窗间墙截面为240mm2100mm,混凝土梁截面为600mm250mm,支承长度240mm.. 根据内力计算,当由可变荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=106.18kN, Nu=708.11kN 当由永久荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=103.26kN,Nu=734.61kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240(2240+250)=175200mm2 A0175200-1=1+0.35-1=1.64<2.0Al40250 A0175200==4.35>3,所以ΨN0+NlηγAlf
Ψ=0
;Al40250r=1+0.3
5验证不考虑上部荷载
压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.71.64402502.31=106.74kN>Nl=106.18kN(安全)。 再选一内纵墙计算单元: ①
内纵墙墙垛的选择
墙垛长度l/mm7200-21000-240-240=4720 负载面积A/m2 ②荷载计算 屋盖荷载
屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值梁及梁上抹灰5.4KNm22KN2250.60.256/2+0.46.3/2(0.25+0.62) =13.64kN(6.3+2.4)/25.72=24.88 基本风压为0.40KNm2<0.7KNm2,故不考虑风荷载影响。设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2(13.64+5.424.88)+1.42.024.88 =247.25kN 由永久荷载控制:
N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35+0.71.42.024.88 =248.55kN 楼面梁支座反力
屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载3.8kNm213.64kN2.4kNm2 设计值:
由可变荷载控制: N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2
(
13.64+3.824.88
)
(
13.64+5.424.88
)+1.42.424.88=213.42kN由永久荷载控制:
N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35
(
13.64+3.824.88
)+0.71.42.424.88 =197.25kN 墙体自重
该墙上部无女儿墙,所以无需计算女儿强自重。计算该墙体自重时,有门窗自重,及需考虑抹灰重量
对2,3,4,5层,墙体厚度均为240mm,计算高度3.3m,其自重标准值为: (3.35.72-2.41)5.24+2.410.25=88.43kN 设计值:由可变荷载控制:88.431.2=106.12kN由永久荷载控制:88.431.35=119.38kN 对1层,墙体厚度为240mm,首层室内地面距基础0.7m,底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28,其自重标准值为:
(3.285.72-2.41)5.24+12.40.25=87.83kN 设计值:由可变荷载控制:87.831.2=105.4kN 由永久荷载控制:87.831.35=118.57kN ③内力计算
屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f
一、二层MU15,Mb10,f=2.31N/mm2 a0=102.31=161.16mm<240mm,取a0=161mm
三、
四、五层MU10,Mb7.5,f=1.89N/mm2 a0=10.89=188.42mm<240mm,取a0=188mm 纵向墙体的计算简图
由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表 上层传荷本层楼盖荷载截面ⅠⅠ楼层31 截面Ⅱ-Ⅱ
Nu(kN)672.911311.99 e2(mmNl(kN)213.42213.42 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M9.5611.87 NI886.331525.42 NIV 992.451630.82 00 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面ⅠⅠ e2() 上层传荷楼层3 1 截面Ⅱ-Ⅱ
Nu(kN)684.561317.82 Nl(kN)197.25197.25 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M8.8410.97 NI881.811515.07 NIV 1001.191633.64 00 ④墙体承载力计算
纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表第五层 计算项目 Ⅰ-Ⅰ
截面14.34247.25582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 第三层 Ⅰ
-
Ⅰ
截
面9.56886.3310.792400.0453.313.750.6781132800107.51.691297.98>1 Ⅱ-Ⅱ截面
0992.45024003.313.750.7761132800107.51.691486.08>1 第一层 Ⅰ
-
Ⅰ
截
面11.871525.427.782400.0323.2813.670.711113280015102.311860.52>1 Ⅱ-Ⅱ截面
01630.82024003.2813.670.778113280015102.312035.85>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目
纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层第三层第一层Ⅰ-Ⅰ截Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面Ⅰ-Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面面面面14.42248.55582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1>1 8.84881.8110.022400.0423.313.750.6851132800107.51.691311.39>1 01001.19024003.313.750.7761132800107.51.691485.60>1 10.971515.077.242400.0303.2813.670.722113280015102.311889.30>1 01633.64024003.2813.670.778113280015102.312035.8>1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm) h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2) ϕAf(kN)ϕAfN 由上表可以看出,计算墙体在各层都满足承载力要求,说明本设计的墙体截面安
全。
⑤砌体局部受压计算
以上述窗间墙第一层为例,窗间墙截面为240mm2100mm,混凝土梁截面为600mm250mm,支承长度240mm..根据内力计算,当由可变荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=213.42kN Nu=1311.99kN 当由永久荷载控制时,本层梁的支座反力为Nl=197.25kN,Nu=1317.82kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240(2240+250)=175200mm2 r=1+0.35A0 Al1=1+0.351752001=1.64<2.040250 验证ΨN0+NlηγAlf A0175200==4.35>3,所以Ψ=0故不需考虑上部荷载;Al40250 压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.71.64425002.31=112.7kN
①荷载计算
对于楼面荷载较小,横墙的计算不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况按两侧均匀布置活荷载的轴心受压构件取1m宽横墙进行承载力验算。取卫生间之间的横墙计算。
屋面梁支座反力设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.25.43.61.0+1.42.03.61.0=33.41kN由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.355.43.61.0+0.71.42.03.61.0 =36.32kN 楼面梁支座反力: 由可变荷载控制
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.263.61.0+1.42.03.61.0=36kN 由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.3563.61.0+0.71.42.03.61.0 =36.22kN对2,3,4,5层,墙厚240mm,两侧采用40mm抹灰,计算高度3.3m自重标准值为:
5.243.31.0+0.04203.31.0=19.93kN 设计值由可变荷载控制的组合:19.931.2=23.92kN 由永久荷载控制的组合:19.931.35=26.91kN 对一层,墙厚为240mm,计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为:
5.244.01.0+0.042041.0=24.16kN 设计值由可变荷载控制的组合:24.161.2=29kN 由永久荷载控制的组合:24.161.35=32.4kN 可变荷载控制的组合内力,第三层N=153.25kN第一层N=273.09kN永久荷载控制的组合内力第三层N=162.58kN第一层N=288.84kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力,故验算永久荷载控制的组合内力;
②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层第一层
N(kN) h(mm) H0 β=H0h A(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN162.582403.313.750.7762400001.69314.751288.842404.016.670.703240002.31389.74>1 上述承载力计算表明,墙体的承载力满足要求。 取楼梯间的横墙计算。 屋面梁支座反力设计值: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2(5.41.81.0+5.43.61.0)+1.4(21.8
1.0+23.61.0)=50.11kN 由永久荷载控制的组合:N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35(5.41.81.0+5.43.61.0
)
+0.71.4
>(2.01.81.0+2.03.61.0)=49.95kN 楼面梁支座反力: 由可变荷载控制:
N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2(4.51.81.0+3.83.61.0)+1.4(2.01.81.0+2.43.61.0)=41.98kN 由永久荷载控制的组合:
N1=1.35Gk+0.71.4Qk=1.35(4.51.81.0+3.83.61.0)+0.71.4(2.01.81.0+2.43.61.0)=39.94kN 墙体及抹灰自重:
对2,3,4,5层,墙厚240mm,两侧采用40mm抹灰,计算高度3.3m自重标准值为:
5.243.31.0=17.29kN 设计值由可变荷载控制的组合:17.291.2=23.45kN 由永久荷载控制的组合:17.291.35=26.04kN 对一层,墙厚为240mm,计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为:
5.244.01.0=20.96kN 设计值由可变荷载控制的组合:20.961.2=25.15kN 由永久荷载控制的组合:20.961.35=28.3kN 可变荷载控制的组合内力,第三层N=180.37kN第一层N=310.63kN 永久荷载控制的组合内力第三层N=181.93kN第一层N=313.91kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力,故验算永久荷载控制的组合内力;
②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层
181.93 240 3.3 13.75 0.776 240000
第一
层313.912404.016.670.703240000N(kN)h(mm)H0β=H0hϕA(mm) f(Nmm2) ϕAf(kN) ϕAfN1.69314.75>12.31389.74>1 上述承载力计算表明,墙体的承载力满足要求。
四、过梁,圈梁,挑梁,悬梁,板等构件布置及构造措施 1.窗过梁
根据本建筑的使用要求,采用钢筋砖过梁,故拱的跨度取1.5m,砖强度取Mu10,砂浆强度取M10.高度取240mm,钢筋砖地面砂浆层处的钢筋直径为6mm,间距为100mm,钢筋伸入支座砌体内的长度取240mm,砂浆层的厚度取35mm。过梁示意图如图3 所示: 图3.过梁示意图
作用在过梁上的荷载,因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m 荷载设计值计算: (1)第一种组合
q=1.25.241.5/3=3.44kN/m (2)第二种组合
q=1.355.241.5/3=3.84kN/m 因此取q=3.84kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/83.841.52=0.996kN.m 剪力V=1/2qln2=1/23.841.5=2.655kN 钢筋计算As=取hw=0.5mM996000==11.63mm2 0.85fyh00.85210480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算
查表得弯曲抗拉,烧结普通砖fvo=0.17Mpa=170kN/m,则受弯构件的受剪承载Vfv⋅b⋅z z内力臂,当截面为矩形时,z=h h过梁截面高度,取0.5m23 b⋅z⋅fv=0.242/30.5170=13.6kN>V=2.655kN 2.门洞口过梁满足要求。
因hw=0.6m>ln/3=1.5/3=0.5m,取hw=0.5m,应计入由板传来的荷载荷载设计值计算:
梯形荷载化为等效均匀荷载 办公室楼面荷载:
g′=(1−2α2+α3)g a=6.3=3.152α=a3.15==0.438l7.2g=3.1kN⋅m2g1=(1−0.43822+0.4383)3.4=2.38kN/m q1=(1−0.43822+0.4383)2.4=1.68kN/m 走廊楼面荷载:
2.4a1.2a==1.2α===0.1672l7.2 g2=(1−0.16722+0.1673)3.4=3.22kN/m q2=(1−0.16722+0.1673)2.4=2.29kN/m g=g1+g2=2.38+3.22=5.60kN/m q=q1+q2=1.68+2.29=3.97kN/m (1)第一种组合
q=1.2(5.240.5+5.60)+1.43.97=15.42kN/m (2)第二种组合
q=1.35(5.240.5+5.60)+1.40.73.97=14.99kN/m因此取q=15.42kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/815.421.02=1.93kN⋅m 剪力V=1/2qln=1/215.421.0=7.71kN
钢
筋
计
算As=M1930000==23.93mm2 0.85fyh00.85210480 选用3φ6(As=85mm2) 抗剪承载力验算
查表得fvo=0.17Mpa=170kN/m,则
b⋅z⋅fvo=0.242/30.5170=13.6kN>V=7.07kN满足要求。 3.圈梁
为了满足建筑的整体稳定性,故应设置圈梁。
圈梁的设置位置:由于本建筑为多层办公楼建筑,且层数为5层,故应在底层和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁,且至少应在所有纵横墙上隔层设置一道圈梁,圈梁设置时应符合现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB-50007-2002)的有关规定。
4.雨篷挑梁抗倾覆验算
雨篷的抗倾覆验算,挑出1.8m。挑梁选250mm400mm。挑出1.8m.埋入2.45m。l1=2.15m≻2.2hb=2.20.4=0.88m x0=0.3h0=0.30.4=0.12m 雨篷以两根挑梁加雨篷板构成。
挑梁自重线荷载标准值gk=250.250.4=2.5kN/m 楼面均布荷载标准值:
3.61.8a==1.8α==0.3g2k′=3.43.6=12.24kN/m26 转化
为
等
效
均
布
荷
载g2k=(1−2α2+α3)g2k′=0.84712.24=10.36kN/m楼面活荷载偏于安全考虑,不计入抗倾覆力矩。
雨篷板的恒荷载为4.0kN/m2,活荷载为3.0kN/m2 则雨篷作用在挑梁上的线荷载为: g1k=43.6=14.4kN/m 倾覆力矩:q1k=33.6=10.8kN/m Mov=1.2[挑梁自重弯矩+雨篷板重弯矩]+1.4雨篷活荷载弯矩 ⎡(1.8+0.12)2(1.8+0.12)2⎤(1.8+0.12)2 =1.2⎢2.5+14.4⎥+1.410.8222⎣⎦ =37.38+27.87=65.25kN⋅m 由于挑梁与砌体的共同工作,挑梁倾覆时将在其埋入端脚部砌体形成阶梯形斜裂缝。斜裂缝以上的砌体及作用在上面的楼(屋)盖荷载均可起到抗倾覆的作用。斜裂缝与竖轴夹角称为扩散角,可偏于安全地取45o。
这样,墙体的抗倾覆弯矩计算如下
墙体自重产生的抗倾覆弯矩分为三部分。 墙体净高取h=3.3−0.6−0.12=2.58m 第一部分挑梁上部墙体产生的弯矩 5.242.152.58( 第二部分2.15−0.12)=27.76kN⋅m245o角范围内的矩形墙体产生的弯矩 2.15+2.15−0.12)=90.25kN⋅m25.242.152.58( 第三部分45o以下的三角墙体产生的负弯矩
12−5.242.152.15(2.15+2.15−0.12)=−42.03kN⋅m23 综上墙体产生的抗倾覆弯矩
Mr=0.8∑Gr(l2−x0)=27.76+90.25−42.03=75.98kN⋅m 抗倾覆力矩:
Mr=0.8[楼面恒载的弯矩+挑梁自重的弯矩+墙体自重的弯矩] 22⎡⎤(2.15-0.12)(2.15-0.12)=0.8⎢9.45+2.5+75.98⎥22⎣⎦ =80.48kN⋅m Mr≻Mov,满足要求。
挑梁下砌体局部受压承载力验算 η=0.7,γ=1.25,f=2.31MPa,
A1=1.2bhb=1.2240300=86400mm2, 取Nl=2R, R为挑梁的倾覆荷载设计值。
Nl=2[1.2(挑梁自重+雨篷板恒载)+1.4雨篷板活载] 11⎤=73.73kN=2⎡1.2(250.250.41.92+43.61.92)+1.431.923.6⎢⎥22⎣⎦
<ηγfAl=0.71.252.3186400=174.64kN,满足要求。
五、基础设计
根据地质资料,取-1.100处作为基础底部标高,此时持力层经修正后的容许承载力q=240kN/m2。γ=20kN/m3。采用砖砌刚性条形基础,在砖砌基础下做250mm厚灰土垫层,灰土垫层抗压承载力qcs=250kN/m2。当不考虑风荷载作
用时,砌体结构的基础均为轴心受压基础。
(1)计算单元
对于纵墙基础,可取一个1m为计算单元,将屋盖、楼盖传来的荷载及墙体、门窗自重的总和,折算为沿纵墙每米长的均布荷载进行计算。由于永久组合的荷载值较大,起控制作用,故按永久组合来考虑。
1、基础尺寸的确定
基础顶面单位长度内轴压取楼梯间的首层Ⅱ截面荷载永久值F=313.91kN标准值Fk=261.59kN弯矩Mk=0 b≥F261.59==1.21m2 fa-γGd240-201.2 取该基础承重墙下条形基础宽度b=1.3m
2、验算地基承载力 Gk=γGAd=201.31.1=28.6kN Fk+Gk261.59+28.6==239.63kpaA1.2
11313.63pn•a12=(0.6−0.12)2=27.82kN⋅m221.3 313.63V=Pnb=(0.6−0.12)=125.56kN,1.3 确定基础高度h=400mm V125.56确定基础高度:h===163mm。0.7βhft0.71.01.10M= 20=350mm>163mm,满足2 配筋计算:AS=M/0.9fyh0=27.82106/(0.9210350)=421mm2,实际基础有效高度h0=400−40−
选用φ10@150,AS=628mm2,分布钢筋选用φ8@250. 由于楼梯间荷载最大,故楼梯间基础尺寸能满足其他部位墙体的承载力要求,此房屋的基础均取b=1.3m,埋深1.1m的基础
参考文献:
1、刘立新.砌体结构(第3版).武汉理工大学出版社.2007
2、中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).中国建筑工业出版社.2001
3、中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2002).中国建筑工业出版社.2002
4、中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2001).中国建筑工业出版社.2002
5、中南地区建筑标准设计协作组办公室.中南地区建筑标准设计建筑图集.中国建筑工业出版社.2005
砌体结构设计期末范文第4篇
答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的。脆性破坏前塑性形变很小,甚至没有塑性形变,计算应力可能小于钢材屈服点,断裂从应力集中处开始。塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。
2、衡量钢材性能的常用指标有哪些?各反映钢材什么性能? 答:强度指标:抗拉强度、屈服强度,描述钢材抵抗破坏的能力 塑性指标:伸长率,描述钢材产生显著残余变形而不立即断裂的能力 韧性指标:冲击功,描述钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力 冷弯性能:由冷弯性能试验确定,是判断钢材塑性变形能力与冶金质量的综合指标
3、钢材中常见的冶金缺陷有哪些? 答:偏析:非金属夹杂;气孔:裂缝、分层。
4、碳、硫、磷对钢材性能有那些影响?
答:碳:直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性。碳含量增加,钢的强度提高,塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化刚的可焊性和抗腐蚀性。碳含量一般不超过0.22%,焊接结构低于0.20%。
硫和磷;降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。高温时,硫使钢热脆,低温时,磷使钢冷脆。磷可以提高钢材强度和抗锈性。
5、什么情况下产生应力集中?应力集中对钢材有何影响?
答:当钢结构的构件中出现孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等时,构件中应力分布不再宝石均匀,而是某些区域产生局部高峰应力,在另一区域则应力降低。应力集中系数越大,变脆的倾向越严重。静荷载作用的构件常温下可以不考虑应力集中,但在负温环境或动荷载作用下,往往引起脆性破坏。
6、什么是疲劳断裂?它的特点如何?简述其破坏过程。
答:疲劳断裂是微观裂缝在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。特点:取决于构造状况,作用的应力幅,以及反复荷载的循环次数。与静力强度无明显关系。过程:在反复荷载作用下,首先在应力高峰处出现裂纹,然后裂纹逐渐开展形成宏观裂纹,在反复荷载继续作用下,裂纹逐渐开展,有效截面积逐渐减小,应力集中现象越来越严重,促使裂纹继续展开。当反复循环荷载达到一定次数时,裂纹开展使截面削弱过多,不能再承受外力作用,产生脆性断裂。
7、何时采用部分焊透对接焊缝?
答:当受力很小,焊缝主要起联系作用,或焊缝受力虽大,但采用焊透对接焊缝当时强度不能充分发挥时,采用部分焊透对接焊缝。
8、为何要规定螺栓排列的最大和最小距离?
答:(1)受力要求为避免钢板端部被剪断,螺栓的端距不应小于2d0 d0为螺栓孔径。对于受拉构件,各排螺栓的栓距和线距不应过小,否则螺栓周围应力集中相互影响较大,且对钢板截面削弱过多,从而降低其承载能力。对于受压构件,沿作用力方向的栓距不宜过大,否则在被连接的板件间容易发生凸曲现象。(2)构造要求:若栓距及线距过大,则构件接触面不够紧密,潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀
(3)施工要求:要保证有一定的空间,便于转动螺栓扳手。
9、受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?
答:螺栓杆被剪断、孔壁承压破坏、钢板被拉断(通过构件强度计算来防止)、板件冲剪破坏[螺栓端距]2d]
10、影响高强度螺栓预压力的因素有哪些?
答:(1)扭矩法,控制扳手的拧紧力矩(2)转角法,通过旋转角度控制预压力。(3)螺栓螺纹处的有效面积、螺栓经热处理后的最低抗拉强度
11、理想轴心受压构件的整体失稳形式有几种?各对应何种截面?
答:弯曲屈曲双轴对称截面;扭转屈曲长度较小的十字形截面;弯扭屈曲单轴对称截面。
12、影响轴心受力构件稳定承载力的因素有哪些?
答:构件的几何形状和尺寸、残余应力、杆端约束情况 、初弯曲和初偏心。
13、计算单轴对称截面轴心受压构件绕虚轴整体稳定为什么用换算长细比? 答:由于截面形心与剪心不重合,绕对称轴失稳时,在弯曲的同时总伴随着扭转,即形成弯扭屈曲。在相同的情况下,弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。因此,应取换算长细比计算。
14、计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时为什么用换算长细比? 答:格构式轴心受压构件绕虚轴失稳时,因肢间并不是连续的板而是用缀条或缀板连接起来,构件的剪切变形较大,剪力造成的的附加影响不能忽略,,所以采用换算长细比。
15、轴心受压柱柱脚中靴梁的作用?
答:靴梁用于增加柱与底板的连接焊缝长度,并将底板分成几个区格,使底板弯度和厚度减小。
16、梁的强度计算包括哪些?
答:抗弯、抗剪、局部承压、折算应力。
17、影响梁整体稳定的因素包括哪些?提高梁的整体稳定的措施包括哪些? 答:梁的侧向支撑点的间距、梁的截面尺寸、两端支撑条件、荷载种类、荷载位置、钢材性能。
措施:增加侧向支撑、增大梁的截面积、增加梁的两端约束、采用闭合箱型截面。
18、一般采取什么措施保证梁受压翼缘和腹板的局部稳定?
答:受压翼缘:限制宽厚比,加强受压翼缘,设置加劲肋;腹板:增加腹板厚度,设置腹板加劲肋(更经济)。
19、什么是腹板的屈曲后强度?何种梁可以利用腹板的屈曲后强度?
答:腹板屈曲后发生侧向位移,中面内形成薄膜张力场,阻止位移加大,使梁能够承受更大荷载。组合梁可以利用腹板的屈曲后强度。 20、钢结构的设计方法
答:除疲劳计算按容许应力幅,应力按弹性状态计算外,其他采用概率理论为基础的近似极限概率状态设计方法。
21、影响等截面框架柱计算长度的主要因素有哪些? 答:框架柱拉脚和基础连接形式,以及K
1、K2。
22、格构式构件考虑塑性开展吗?
答:格构式构件绕虚轴受弯时,由于材料主要分布远离中性轴,塑形发展潜力小,故不考虑;绕实轴受弯时可以考虑。
23、什么是框架的有侧移失稳和无侧移失稳?
砌体结构设计期末范文第5篇
1、构造柱的设置
考虑房屋层数为四层,抗震设防烈度为7度,应在外墙四角,横墙与外纵墙交接处,以及楼梯间的四角设构造柱。构造柱截面采用240mm180mm,纵向钢筋采用4φ12,箍筋间距为200mm,且在柱上下端应适当加密。构构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙四角每隔500mm设2φ6的拉结筋,每边伸入墙内不宜小于1m。
2、圈梁的设置
因此建筑物为办公楼,且层数为四层,应在底层和檐口处设置圈梁,基础圈梁的截面尺寸按构造要求取240mm240mm,檐口圈梁尺寸为200mm500mm,钢筋混凝土圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接。
二、验算纵横墙高厚比
1、确定房屋的静力计算方案
最大横墙间距S=3.62=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、外纵墙高厚比验算
本房屋第一层墙体采用M7.5混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 第
二、
三、四层墙体采用M5.0混合砂浆,其高厚比β=3.6/0.24=15 由此可见,各层高厚比相等,因
二、
三、四层砂浆等级相对较低,因此首先因对其加以验算。
对于砂浆强度等级为M5.0的墙,查表4-4,可知[β]=24 取第四层A轴线上的横墙间距最大的一段外纵墙,H=3.6m,S=7.2m,2H=S
H0=0.4S+0.2H=0.47.2+0.23.6=3.6m 考虑窗洞的影响,u2=1-0.4bs/s=1-0.41.5/3.6=0.79>0.7 β=3.6/0.24=15< u1u2[β]=1.20.7924=22.75 符合要求。
3、内纵墙高厚比验算
轴线B上横墙间距最大的一段内纵墙上揩油两个门洞,u2=1-0.42.4/7.2=0.87>0.79 ,故不需验算即可知该墙高厚比满足要求。
4、横墙高厚比验算
横墙厚度为240mm,墙长s=6.0m,且墙上无门洞口,其允许高厚比比纵墙有利,因此不必再做验算亦能满足高厚比要求。
三、一二层横墙控制截面承载力
1、静力计算方案
最大横墙间距S=3.62=7.2m,屋盖、楼盖类别属于第1类,S<32m,因此本房屋属于刚性方案房屋。
2、荷载资料
根据设计要求,荷载资料如下: ﹙1﹚
屋面恒载标准值
40厚C30细石混凝土刚性防水层,表面压光 250.04=1 kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平: 200.02=0.4kN/m2 两毡三油柔性防水层: 0.3 kN/m2 180mm厚预应力空心板(含填缝): 2.57 kN/m2 屋面实际情况:会议室上屋面采用180mm厚预应力空心板,其余部分采用120mm厚预应力空心板,问安全起见,整个采用180mm厚预应力空心板进行计算。
20厚板底粉刷: 160.02=0.32 kN/m2 合计 4.59 kN/m 屋面梁自重 250.20.5=2.5 kN/m ﹙2﹚
不上人屋面活荷载标准值: 0.5 kN/m2 ﹙3﹚
楼面恒荷载标准值
地板砖楼面(含水泥砂浆打底): 0.55 kN/m2 120mm厚预应力空心板(含填缝): 1.95kN/m2 20厚板底粉刷: 160.02=0.32 kN/m2 合计 2.82 kN/m2 楼面梁自重 250.20.5=2.5 kN/m
﹙4﹚
墙体自重标准值
240墙体: 5.24 kN/m2 面砖墙面(含水泥砂浆找平层): 0.5 kN/m2 合计 5.74 kN/m2
2木门: 0.2 kN/m 铝合金推拉窗自重: 0.3 kN/m2
﹙5﹚
楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》(GB500092001),办公室的楼面活荷载标准值为2.0 kN/m2。设计房屋墙,基础时,楼面活荷载标准值采用与其楼面梁相同的折减系数,而该楼面梁的从属面积为3.66.0=21.6 m2<50 m2,因此楼面活荷载不必折减。
该房屋所在地区的基本风压为0.3kN/m2,且房屋层高小于4m,房屋总高小于28m,该房屋设计时可不必考虑风荷载的影响。
3、横墙承载力计算
以轴线④上的横墙为例,横墙上承受由屋面和楼面传来的均布荷载,可取1m宽的横墙进行计算,其受荷面积为13.6=3.6m2,横墙为轴心受压构件,验算如图1-
1、2-
2、3-
3、4-4截面的承载力。
﹙1﹚
荷载计算
取一个计算单元,作用于横墙的荷载标准值如下:
屋面恒荷载: 4.593.6+2.53.6/6.0=18.024 kN/m 屋面活荷载: 0.53.6=1.8 kN/m
二、
三、四层楼面恒荷载: 3.843.6+2.53.6/6.0=11.712 kN/m
二、
三、四层楼面活荷载: 2.03.6=7.2 kN/m 各层墙体自重: 5.713.6=20.67 kN/m ﹙2﹚ 控制截面内力计算 1﹚ 第二层截面4-4处:
轴向力包括屋面荷载、第三四楼面荷载和第三四层楼面自重,
N4﹙1﹚=1.2(18.024+11.1722+220.67)+1.4(1.8+7.22) =122.03 kN/m ﹙﹚ N42=1.35(18.024+11.1722+220.67)+1.40.7(1.8+7.22) =127.17 kN/m 2﹚
第二层截面3-3处:
轴向力为上述荷载N4和第二层墙体自重,
﹙﹚
N31=122.03+1.220.67=146.83 kN/m N3﹙2﹚=127.64+1.3520.67=155.54 kN/m 3﹚
第一层截面2-2处:
轴向力为上述荷载N3和第二层楼面恒活载,
N2﹙1﹚=146.83+1.2155.54+1.47.2=170.96 kN/m N2﹙2﹚=155.54+1.3511.712+1.40.77.2=178.41 kN/m 4﹚
第一层截面1-1处:
轴向力为上述荷载N2和第一层墙体自重,
N1﹙1﹚=170.96+1.220.67=195.76 kN/m N1﹙2﹚=178.41+1.3520.67=206.31 kN/m ﹙3﹚ 横墙承载力验算 1﹚
第二层截面4-4处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=10.24=0.24 m2 φfA=0.7451.50.24103=268.2 kN >127.64 kN, 满足要求。 2﹚
第二层截面3-3处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=10.24=0.24 m2 φfA=0.7451.50.24103=268.2 kN >155.54 kN, 满足要求。 3﹚
第一层截面2-2处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=10.24=0.24 m2 φfA=0.7451.690.24103=302.17 kN>178.41 kN, 满足要求。 4﹚
第一层截面1-1处:
e/h=0, β=3.6/0.24=15,查表3-1,φ=0.745,A=10.24=0.24 m2 φfA=0.7451.690.24103=302.17 kN >206.31 kN, 满足要求。 上述验算结果表明,该横墙有较大的安全储备,显然其他横墙的承载力均不必验算。
四、验算会议室屋面梁下砌体局部受压承载力 ﹙1﹚
选取计算单元
取一个开间的外纵墙作为计算单元,其受荷面积为3.63.0=10.8 m2。 ﹙2﹚
内力计算
第四层截面5-5处:
屋面恒荷载: 4.593.03.6+2.53.0=57.07 kN 屋面活荷载: 0.53.03.6=5.4 kN Nl(1)=1.257.07+1.45.4=76.05 kN Nl(2)=1.3557.07+1.40.75.4= 82.34 kN 由题意圈梁作为钢筋混凝土垫梁,尺寸为200mm500mm,混凝土强度等级为C30,第四层采用Mu10粘土砖,混合砂浆M5,砌体抗压强度设计值为f=1.50Mpa,弹性模量为E=1600f=2400Mpa, h0=2((EbIb)/(Eh)) 1/3 =2((30.010320.83108mm4)/(2400240))1/3=954mm=0.95m
2.4δ2f bbh0=2.40.81.50.240.95106=656.64 kN>82.84 kN,符合要求。
五、验算横墙抗震承载力
(略)
六、设计墙下条形基础
根据工程地质条件,墙下条形基础的的埋深取d=0.8m,取1.0m长条形基础为计算单元。采用砖基础。
1、外纵墙下条形基础
荷载计算 取一个计算单元,作用于纵墙的荷载标准值如下: 因为此结构为横墙承重,所以基础纵墙底部只受到4层墙体自重作用。
一、
二、
三、四层墙体和窗自重:
5.74(3.63.6-1.81.5)+0.32.11.5=59.84 kN Fk=59.844/3.6 =66.49 kN b≥Fk/(fa-rmd)=66.49/(200-200.8)=0.36m 基础剖面如图(a)所示
2、内横墙下条形基础
砌体结构设计期末范文第6篇
学生先做出住宅楼或学生宿舍的建筑施工图,然后完成如下任务: 1.确定房屋的结构承重方案; 2.确定房屋的静力计算方案; 3.刚性方案多层房屋墙体设计; 4.墙或柱高厚比验算;
5.梁端下砌体的局部受压承载力验算; 6.过梁.挑梁设计计算;
7.掌握墙体设计中的构造要求,确定构造柱和圈梁的布置; 8.绘制结构平面布置图。
二、设计资料
某四层砖混结构住宅,各层建筑平面图依次见后图,层高均为3m。楼板除走廊及卫生间采用现浇钢筋混凝土板外,其余均采用预应力空心板,屋面采用现浇钢筋混凝土屋面。室内外高差0.45m,基础顶面距室内地面1.5m。砌体采用MU10粘土砖,M5混合砂浆砌筑。(见附图)
门窗洞口尺寸为:
M-1 10002400 M-2 15002700 C-1 15001800 C-2 10001800 1.地形:根据建筑设计部分提供的资料;
2.工程地质及水文资料:地层自上而下为: (1)填土层:厚度约为0.5m;
(2)粉质粘土:厚度约为 0.8m内为(fa130kPa); (3)其下为1.2m厚为粘土(fa220kPa);
(4)再下面是砾石层(fa355kPa)。
(5)基岩:表层中度风化。
(6)建筑区地层的承载力较高,地下水位埋深在地表下-8.00 m, 地下水对一般建筑材料无侵蚀作用;不考虑土的液化。
3.气象条件:主导风向为西南风,基本风压W0=0.40kN/m,地面粗糙度为B类;
4.抗震设防烈度:按7度设防,设计地震分组为第一组,建筑场地土类别为Ⅱ类,场地特征周期为0.35S,设计基本地震加速度值为0.10g; 5.材料供应及施工能力均能得到保证;
26.不上人屋面活荷载:0.5kN/m;上人屋面活荷载:2.0kN/m (标准值)。
(学生也可根据自己的实际资料进行设计)
三、设计要求
完成以上设计任务。最终成果为计算书一份,设计图纸(包括结构平面布置图、过梁、挑梁配筋图等)一套。
四、参考资料
1.《土木工程专业钢筋混凝土及砌体结构课程设计指南》.周俐俐,陈小川.北京:中国水利水电出版社、知识产权出版社,2006 2.《混凝土结构疑难释义附解题指导(第三版)》.沈蒲生、罗国强编著,中国建筑工业出版社,2003 3.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).中国建筑工业出版社,2010; 4.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012).中国建筑工业出版社,2012; 5.《砌体结构设计规范》(GB50003-2012).中国建筑工业出版社,2012; 6.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011).中国建筑工业出版社,2011; 7.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).中国建筑工业出版社,2010; 8.《建筑制图标准》(GB/T 50104-2010).北京:中国建筑工业出版社,2010。
五、课程设计时间
理论课修完后进行,时间为一周。
六、成绩评分依据及标准
1、课程设计成果: (1)设计计算书 (2)设计图纸
2、课程设计评分依据和标准: (1)设计计算书,占总分的50%。 ① 优(90-100)
设计思路清晰,结构方案良好。设计参数选择正确,选择依据充分,设计计算内容完整,正确无误。设计计算书规范、完整,语言表达逻辑性强,书写清晰,有条理。设计态度端正。
② 良(80-89)
设计思路清晰,结构方案合理。设计参数选择正确,选择依据较充分,设计计算内容完整、正确。设计计算书规范、完整。语言表达逻辑性较强,书写清晰,有条理。设计态度端正。 ③ 中(70-79)
设计思路较清晰,结构方案基本合理。设计参数选择基本正确,主要参数的选择有依据。设计计算内容完整,有少量错误。设计计算书较规范,内容完整。语言表达有一定的逻辑22性,书写整齐。设计态度基本端正。 ④ 及格(60-69)
设计思路基本清晰,结构方案基本合理。主要设计参数选择正确。设计计算内容基本完整,有一些错误。设计计算书基本规范,内容基本完整,语言表达有一定的逻辑性,书写整齐。设计态度基本端正。 ⑤ 不及格(60以下)
设计思路不清晰,结构方案不合理。关键设计参数选择有错误。设计计算内容不完整,计算有明显错误。设计计算书不规范,内容不完整。设计态度不端正。 (2)设计图纸,占总分的50%。 ① 优(90-100)
设计图纸满足工程制图要求,表达内容满足课程设计要求,正确无误。图面整洁,布局合理。
② 良(80-89)
设计图纸能满足工程制图要求,表达内容能满足课程设计要求。图面较整洁,布局较好。 ③ 中(70-79)
设计图纸主要内容满足工程制图要求,表达内容满足课程设计要求。图面基本整洁。 ④ 及格(60-69)
设计图纸基本满足工程制图要求,表达内容基本满足课程设计要求。图画基本整洁。 ⑤ 不及格(60以下)
砌体结构设计期末范文
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